SE519180C2

SE519180C2 - Filter for crankcase gases, comprises centrifugal filter driven by braking roll formed by filter belt wheel

Info

Publication number: SE519180C2
Application number: SE0102076A
Authority: SE
Inventors: Haakan Fransson
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2003-01-28
Also published as: SE0102076L; SE0102076D0

Abstract

Oil and particles are removed from crankcase gases in an internal combustion engine with closed crankcase ventilation using a centrifugal filter (7). The crankshaft drives a number of auxiliary devices via a belt circuit that includes the filter belt wheel (5) as the braking roll for driving the filter.

Description

15 20 :"ﬁ ;»|»v 'm 519 180 o n . ø - ø n | ø ø v | nu 2 talet. Ett centrifugalﬁlter bör för att arbeta effektivt ha ett varvtal som är väsentligt högre än vevaxelvarvtalet hos de ﬂesta motorer. 15 20: "ﬁ;» | »v 'm 519 180 o n. Ø - ø n | ø ø v | nu 2 century. A centrifugal börlter should, in order to work efficiently, have a speed that is significantly higher than the crankshaft speed of most engines.

En annan nackdel med drivningen från balansaxeln, vevaxeln eller kamaxeln är att dessa är utsatta för förbränningspulser och/eller påverkan från ventiler, bränslein- sprutare o.d. Detta innebär att de nämnda axlarna utsätts för rotationssvängningar som innebär att de inte kommer att rotera med en jämn hastighet. En ojämn rota- tionshastighet påverkar centrifugalﬁltret negativt mekaniskt och reducerar dess livslängd.Another disadvantage of the drive from the balance shaft, crankshaft or camshaft is that these are exposed to combustion pulses and / or influences from valves, fuel injectors and the like. This means that the said axes are subjected to rotational oscillations which means that they will not rotate at a constant speed. An uneven rotational speed adversely affects the centrifugal filter mechanically and reduces its service life.

Som alternativ till drivning via en axel anges i US5954035 drivning via en kedja. En nackdel med den föreslagna kedjedriften är att den innebär en separat drivning av centrifugalﬁltret, vilket medför ett behov av tillkommande konstruktionsdelar och därigenom en ökad komplexitet och en fördyming vid tillverkning och underhåll.As an alternative to drive via a shaft, US5954035 states drive via a chain. A disadvantage of the proposed chain operation is that it involves a separate drive of the centrifugal filter, which entails a need for additional structural parts and thereby an increased complexity and a damming during manufacture and maintenance.

UPPFINNINGENS SYFTE Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en anordning för separering av vevhusgaser vid en förbränningsmotor, som säkerställer en effektiv filtrering av nämnda gaser. Ännu ett syfte med den föreliggande uppﬁnningen är att åstadkomma en anordning för separering av vevhus gaser vid en förbränningsmotor, som är konstruktionsmäs- sigt enkel och därför billig att tillverka.OBJECT OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a device for separating crankcase gases at an internal combustion engine, which ensures an efficient filtration of said gases. Yet another object of the present invention is to provide a device for separating crankcase gases in an internal combustion engine which is structurally simple and therefore inexpensive to manufacture.

KORTFATTAD REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ovan nämnda syften uppnås med en separeringsanordning för vevhusgaser, som uppvisar de kännetecknande särdragen i patentkrav l. 519 180 n | o « n o - o o n | ø o v u n. 3 Då drivorganet för centrifugalﬁltret omfattar en remskiva i motorns remkrets ut- nyttjas en redan befintlig konstruktionsdel för ﬁltrets drivning. Detta innebär att inga särskilda delar måste tillhandahållas för drivningen. 5 Remmen i remkretsen är lämpligen en poly-V-rem, vilken uppvisar en viss elastici- tet som bidrar till att eliminera eller minska effekten av störningar. Störningar kan förkomma i form av förbränningspulser, som transporteras via vevaxeln men kan ) också vara andra rotationssvängningar i övriga axlar som ingår i remkretsen. 10 Företrädesvis är remskivan och centriﬁigalﬁltret belägna på en gemensam axel.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The above objects are achieved with a crankcase gas separation device having the characterizing features of claim 1 519 180 n | o «n o - o o n | ø o v u n. 3 When the drive means for the centrifugal filter comprises a pulley in the motor belt circuit, an already existing structural part is used for the drive of the filter. This means that no special parts must be provided for the drive. The belt in the belt circuit is suitably a poly-V belt, which has a certain elasticity which helps to eliminate or reduce the effect of disturbances. Disturbances can occur in the form of combustion pulses, which are transported via the crankshaft but can also be other rotational oscillations in the other axes that are included in the belt circuit. Preferably, the pulley and the centrifuge are located on a common axis.

Detta innebär endast en axel erbjuder en dubbel funktion, d.v.s. dels som stomme i ﬁltrets roterande delar och dels som infästning av remskivan i dess funktion som brytrulle i motorns remkrets. 15 Företrädesvis är ett lager för axeln beläget mellan remskivan och centrifugalﬁltret.This means only one shaft offers a dual function, i.e. partly as a frame in the rotating parts of the filter and partly as attachment of the pulley in its function as a break roller in the motor belt circuit. Preferably, a bearing for the shaft is located between the pulley and the centrifugal filter.

Denna placering av axelns lagring erbjuder möjligheten att använda en relativt kort axel.This location of the shaft bearing offers the possibility of using a relatively short shaft.

) Företrädesvis är centriﬁigalﬁltret monterat direkt på ett av forbränningsmotorn om- 20 fattat motorblock. Detta tillhandahåller möjligheten att åstadkomma en kompakt in- förlivande av ccntrifugalﬁltret i motorns övriga system.Preferably, the centrifugal filter is mounted directly on an engine block comprised by the internal combustion engine. This provides the possibility of achieving a compact incorporation of the centrifugal filter into the rest of the engine system.

FIGURBESKRIVNING 25 Uppﬁnningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till de medföljande ritning- arna, på vilka - ﬁg. 1 är en schematisk vy framifrån av en fórbränningsmotor till ett nyttofordon med en separeringsanordning enligt en föredragen utföringsforrn av uppfinning- en, och i 30 - ﬁg. 2 är en snittvy med snittet lagt utmed linjen II-II i ﬁg. 1. »ynno .Ü ß 10 15 20 l~:w 519 180 4 DETALJERAD BESKRIVNING Fig. 1 visar schematiskt en förbränningsmotor 1 till ett nyttofordon sedd framifrån.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which - ﬁ g. 1 is a schematic front view of a combustion engine of a commercial vehicle with a separation device according to a preferred embodiment of the invention, and in 30 - ﬁ g. 2 is a sectional view with the section laid along the line II-II in ﬁ g. 1. »ynno .Ü ß 10 15 20 l ~: w 519 180 4 DETAILED DESCRIPTION Fig. 1 schematically shows an internal combustion engine 1 for a commercial vehicle seen from the front.

En rem 2 är på konventionellt vis anordnad att drivas av ett drivhjul 3, förbundet med vevaxeln hos motorn, för att i sin tur driva ett antal hjälpapparater 4, vilka här är exempliﬁerade av en generator, en AC-kompressor och en vattenpump. En första 5, en andra 5”, och en tredje remskiva 5” är anordnade i remkretsen. Dessas ﬁmk- tion förklaras strax nedan.A belt 2 is conventionally arranged to be driven by a drive wheel 3, connected to the crankshaft of the engine, to in turn drive a number of auxiliary devices 4, which are here exemplified by a generator, an AC compressor and a water pump. A first 5, a second 5 ", and a third pulley 5" are arranged in the belt circuit. Their action is explained just below.

Fig. 2 visar en separeringsanordning 6 för vevhusgaser enligt en föredragen utfö- ringsform av uppﬁnningen. Ett centrifugalﬁlter 7 omfattar ett hölje 8 och en axel 9 anordnad att rotera i hög hastighet. Ett ﬂertal flänsar 10, utformade som trunkerade koner, är koncentriska med varandra och anordnade att rotera med axeln 9. Utform- ningen av höljet, axeln och ﬂänsama kan variera enligt vad som är känt inom tek- nikområdet, utan att någon avvikelse från uppﬁnningstanken uppkommer.Fig. 2 shows a separating device 6 for crankcase gases according to a preferred embodiment of the invention. A centrifugal alter 7 comprises a housing 8 and a shaft 9 arranged to rotate at high speed. A number of flanges 10, designed as truncated cones, are concentric with each other and arranged to rotate with the shaft 9. The design of the housing, the shaft and the like can vary according to what is known in the art, without any deviation from the invention tank. .

Ett drivorgan för centrifugalﬁltret 7 omfattar den första remskivan 5. Den första remskivans 5 placering framgår av ﬁg. 1. Altemativa placeringar av centriﬁlgalﬁlt- ret 7 är tänkbara, t.ex. vid den andra 5” eller den tredje remskivan 5”.A drive means for the centrifugal filter 7 comprises the first pulley 5. The location of the first pulley 5 is shown in ﬁ g. 1. Alternative placements of the central legal 7 are conceivable, e.g. at the second 5 "or the third pulley 5".

Den första remskivan 5, vilken ingår i ﬁltrets 7 drivorgan, kan ha som uppgift att öka remmens anliggningslängd mot drivhjulet 3 och/eller remskivoma på hjälpappa- ratema 4. Dessutom eller alternativt kan den första remskivan 5 ingå i en remspän- nare, varvid ﬁltret bör anordnas rörligt i samma mån som remspännaren. Den första remskivan 5 kan också vara belägen vid en lång fri remsträcka för att stabilisera remmen. Sålunda erbjuder uppfinningen, genom lämplig placering av centrifugal- ﬁltret, möjligheten att utnyttja remskivan för ﬁltrets drivning för uppgifter som ut- förs av en s.k. brytrulle i remkretsen och en betydande besparing av konstruktions- delar och kostnader erhålls därigenom. 10 15 20 *'ß =»|»| 519 180 o o a o n ø - - u u v . no Lämpligen är den första remskivans 5 diameter anpassad så att ett lämpligt utväx- lingsförhållande erhålls mellan drivhjulet 3 och den första remskivan 5, för att upp- nå den för en effektiv separering önskade höga rotationshastigheten hos ﬂänsama 10 i filtret 7.The first pulley 5, which is included in the drive means of the filter 7, may have the task of increasing the abutment length of the belt against the drive wheel 3 and / or the pulleys on the auxiliary devices 4. In addition or alternatively, the first pulley 5 may be included in a belt tensioner, the filter should be arranged movably to the same extent as the belt tensioner. The first pulley 5 can also be located at a long free belt distance to stabilize the belt. Thus, by suitable placement of the centrifugal filter, the invention offers the possibility of using the pulley for the drive of the filter for tasks performed by a so-called break roller in the belt circuit and a significant saving of construction parts and costs are thereby obtained. 10 15 20 * 'ß = »|» | 519 180 o o a o n ø - - u u v. Suitably, the diameter of the first pulley 5 is adapted so that a suitable gear ratio is obtained between the drive wheel 3 and the first pulley 5, in order to achieve the high rotational speed of the ends 10 in the filter 7 desired for efficient separation.

Remmen 2 är lämpligen en poly-V-rem och är baserad på armerat gummi eller nå- got annat visst elastiskt material. Detta gör att den uppvisar en sådan elasticitet att olikfonnighetsgraden hos rotationen i drivhjulet 3 minskas eller elimineras vid hj älpapparater och brythjul utmed remkretsen. Detta gör att störningar i vevaxelro- tationen dämpas ut innan de når centrifugalﬁltret 7, vilka annars skulle inverka skadligt på detta, speciellt med tanke på dess höga rotationshastighet.The belt 2 is suitably a poly-V belt and is based on reinforced rubber or some other elastic material. This means that it has such an elasticity that the degree of difference in the rotation of the drive wheel 3 is reduced or eliminated in auxiliary devices and breakers along the belt circuit. This means that disturbances in the crankshaft rotation are damped out before they reach the centrifugal filter 7, which would otherwise have a detrimental effect on this, especially in view of its high rotational speed.

Som kan ses i ﬁg. 2 är centrifugalﬁltret 7 anordnat mellan den första remskivan 5 och en framsida ll på förbränningsmotorns 1 motorblock l”. Som indikeras med pilama Pl och P2 leds vid motorns 1 drift vevhusgaser genom en kanal från vevhu- set in i ett utrymme mellan axeln 9 och ﬂänsarna 10, varpå oljan vid gasens passage mellan ﬂänsama 10 träffar ﬂänsytoma och drivs av centrifugalkraften mot höljets 8 insida. Oljan avleds, indikerat med pilen P3, via en separat öppning till en kanal som transporterar den tillbaka till vevhuset. Den oljebefriade luften i vevhus gasen evakueras, indikerat med pilen P4, genom en speciellt anpassad öppning, för vidare bortledning till motorns inloppssystem.As can be seen in ﬁ g. 2, the centrifugal filter 7 is arranged between the first pulley 5 and a front side 11 of the engine block 1 ”of the internal combustion engine 1. As indicated by the arrows P1 and P2, during operation of the engine 1, crankcase gases are led through a channel from the crankcase into a space between the shaft 9 and the grooves 10, whereupon the oil on the passage of the gas between the grooves 10 hits the struts and is driven by centrifugal force towards the inside of the housing 8. The oil is diverted, indicated by the arrow P3, via a separate opening to a channel which transports it back to the crankcase. The oil-free air in the crankcase gas is evacuated, indicated by the arrow P4, through a specially adapted opening, for further discharge to the engine inlet system.

Som kan ses i ﬁg. 2 är axeln 9 gemensam för den första remskivan 5 och ﬂänsama 10. Därvid är axeln 9 lagrad mot höljet 8 medelst ett lager 12. Lagret 12 är beläget mellan den första remskivan 5 och ﬂänsama 10, vilket bidrar till att hålla axelläng- den kort.As can be seen in ﬁ g. 2, the shaft 9 is common to the first pulley 5 and the mandrels 10. The shaft 9 is mounted against the housing 8 by means of a bearing 12. The bearing 12 is located between the first pulley 5 and the mandrels 10, which helps to keep the shaft length short.

Claims

1. 0 15 20 519 180 PATENT REQUIREMENTS. Separation device for crankcase gases of an internal combustion engine (1) in which a belt circuit is arranged for driving at least one auxiliary apparatus (4), which belt circuit comprises a pulley (5), which separation device comprises a centrifugal filter (7), connected to a drive means for driving the centrifugal filter (7), characterized in that the drive means comprises said pulley (5). . Separation device according to Claim 1, characterized in that the pulley also constitutes a breaking roller. . Separation device according to Claim 1 or 2, characterized in that the pulley (5) and the centrifugal filter (7) are located on a common shaft (9). . Separation device according to Claim 3, characterized in that a bearing (12) for the shaft (9) is located between the pulley (5) and the center plate (7). . Separation device according to one of the preceding claims, characterized in that the centrifugal filter (7) is mounted directly on an engine block (1 °) comprised by the internal combustion engine (1).